旋流器分散相液滴受力分析

通过对液－液水力旋流器速度场的测试与理论分析,指出分散相液滴在同和主要有：Ａ发向加速度产生的离心力,其方向远离轴心;径向压力场产生的径向力,其方向指向轴心;径向运动阻力－－斯托克斯力,共方向指向器壁;旋转流场产生的马格纳斯力,其方向在外涡充区指向轴心,在内涡流区远离轴心。此外,分散相液滴在切向速度梯度影响下还受到切向应力作用,使液滴破碎和乳化。依据给出的计算公式,可以计算和力的大小和方向,进而分析     

旋流器分散相液滴受力分析──液─液水力旋流器速度场研究之五

通过对液一液水力旋流器速度场的测试与理论分析,指出分散相液滴在径向所受的力主要有：切向加速度产生的离心力,其方向远离轴心;径向压力场产生的径向力,其方向指向轴心;径向运动阻力──斯托克斯力,其方向指向器壁;旋转流场产生的马格纳斯为,其方向在外涡流区指向轴心,在内涡流区远离轴心。此外,分散相液滴在切向速度梯度影响下还受切向应力作用,使液滴破碎和乳化。依据给出的计算公式,可以计算各力的大小和方向,进而分析其对分离性能的影响。     

液—液水力旋流器的结构类型及特点

介绍了液－液水力旋流器的几种主要结构类型,包括常规静态水力旋流器、固定式静态水力旋流器、转动式水力旋流器和动态水力旋流器等,并就各种类型水力旋流器的简要结构、工作原理、主要特点、应用场合和分离效果等做了分析,指出并非某一结构为最佳结构类型,在实践中应当根据实际应用场合的条件的不同,合理选择水力旋流器的结构类型,以在获得最佳处理效果的同时,充分发挥水力旋流分离性能。     

水力旋流器液—液分离效率

如何评定液－液分离中水力旋流器的分离效率，是其理论研究与应用的一个重要问题。本文介绍三种不同评定分离效率的标准：简化效率、总效率与级效率。并将它们加以分析、比较。     

液液水力旋流器压力场分布测试研究

设计了压力场测试的实验工艺结构，利用高精度动态压力测量装置，测试出不同操作参数下液液水力旋流器大锥段、小锥段及尾管段的不同径向位置的压力场分布情况。对测得的压力场分布结果进行了分析，得出了旋流器内径向与轴向压力场的分布规律，验证了压力场分布规律的可靠性。同时对所采用测试方法进行分析。     

旋流器轴向速度分布规律--液-液水力旋流器速度场研究之三

用多普勒激光测速仪并加入频移装置,提高了对双锥体结构水力旋流器轴向速度场的测试精度,测试结果和分析研究表明,旋流器的轴向速度场以零轴向速度包格面为界分为内外两个旋流区,外旋流区和流体边旋转边向底流流动,最终从底流口排出;内旋流区的流体则边旋转边向溢流口流动,最终从溢流口排出。     

轨迹分析法预测液—液水力旋流器的效率

在液－液分离方面，水力旋流器日益成为通用设备，越来越有必要找出最佳的方法对其效率进行估算。目前使用的效率理论是在水力放心流器内速度分布的基础上对固－液分离理论的发展，而这些理论不适合分散相略轻于连续相的乳化液，如油－水乳化液。此文提出了以小滴轨迹分析为基础的效率计算。     

液—液水力旋流器的模拟试验

液－液水力旋流器是一种致型的油水分离。主要是由旋流腔、收缩腔，尾锥、尾管和溢流管组成，分离机理为离心沉降。用有机玻璃的液－液水力旋流器的模拟试验结果表明，其分离效率与污水中的含油浓度无关，而随进口流量的增大而增大，当液－液水力旋流器的几何结构确定以后，进口流量随进口压力增大而增大。用计算机仿真与用激光实测所得的水力旋流器内的流场分布基本吻合，故可作为样机设计的理论指导，液－液水力旋流器分离效率高，     

液-液水力旋流器的模拟分析与结构优化

根据计算流体力学的原理和方法,以流场数值模拟为基础,利用大型流体计算软件对液液水力旋流器内流体的运动规律进行了模拟分析。在模拟分析基础上,以提高分离效率为目的对除油水力旋流器的入口形式、溢流出口直径和旋流腔长度进行了优化设计。在实际应用中,应用计算得到的优化结构,可以提高旋流器分离效率6%左右。     

论液-液水力旋流器的CFD方法

在液-液水力旋流器数值研究过程中,几何模型的网格划分、对流-扩散项的离散格式的确定以及湍流模型和多相流模型的选择都非常重要,结合CFD(计算流体动力学)理论、液-液水力旋流器内流场特性和前人的研究成果进行探讨.研究表明,网格划分首选六面体网格单元,对流-扩散项离散用QUICK格式计算精度更高,利用Reynolds-Stress模型对湍流场进行模拟更合理可信,采用2相流动滑移模型模拟其内的油相运动过程也较为客观.研究的结论对采用CFD方法优化设计液-液水力旋流器具有指导意义.     

液-液水力旋流器油水乳化机理研究

为了提高液-液水力旋流器的分离效率,避免油水在分离过程中产生严重的乳化现象,根据流体力学及旋流器的基本理论和方法,深入研究了液-液水力旋流器产生乳化现象的机理,并根据研究结果分析了产生乳化现象的主要影响因素。考虑到工程实际应用特将其与液-液水力旋流器的结构参数、操作参数及进料物性参数结合,逐一分析其对油水产生乳化的影响。分析结果表明,粘度μ、流量Q、入口速度v、分散相表面张力σ对油水乳化起关键作用,在设计和操作时应充分考虑。这项研究可为优化旋流器的结构设计,降低乳化程度,获得最佳的分离效率提供理论参考。     

静态水力旋流器压力场分布测试研究

介绍了静态水力旋流器压力场的理论分布规律,研究了旋流器内部受到离心力、径向作用力及切应力的情况.同时设计了压力场测试的实验工艺结构,利用高精度动态压力测量装置,测试出不同操作参数下静态水力旋流器旋流腔、大锥段、小锥段及尾管等不同轴向位置的压力场分布情况.对测得的压力场分布结果进行了分析,验证了压力场分布规律的可靠性.     

旋流器切向速度测试与分布规律分析——液-液水力旋流器速度场研究之一

采用多普勒激光测速仪（ＬＤＶ）及配备的频移装置,对双锥体结构水力旋流器切向速度进行测试并找出了分布规律。分析研究结果表明,旋流器的切向速度场由外部准自由涡和内部准强制涡两个区域构成,其分界面为最大切向速度ｖｔｍａｘ的轨迹面,结构设计合理时,此轨迹面为一圆柱面。从切向速度场的分布规律可看出,双锥体结构水力旋流器的速度分布合理,流场稳定,可得到较好的分离效果。     

液－液分离水力旋流器特性参数研究

对自行设计的液－液分离水力旋流器进行了一系列室内试验及现场实验，通过原油与水及机油与水两种油水混合介质的分离，系统地研究了水力旋流器几何参数与运行参数对分离效率的影响，提出了一些合理的关系式。在此基础上设计与制造了直径Ｄ为３８ｍｍ及５２ｍｍ两种样机。现场实验证明，该种水力旋流器的分离效率达到９０％以上，且结构简单，可在低压下运行，成本低，能耗少，完全可用于工程实际。     

旋流器轴向速度分布规律——液-液水力旋流器速度场研究之三

用多普勒激光测速仪并加入频移装置,提高了对双锥体结构水力旋流器轴向速度场的测试精度、测试结果和分析研究表明,旋流器的轴向速度场以零轴向速度包络面为界分为内外两个旋流区,外旋流区的流体边旋转边向底流流动,最终从底流口排出;内旋流区的流体则边旋转边向溢流口流动,最终从溢流口排出。双锥水力旋流器的零轴向速度包络面为一柱锥联合面,其柱面直径Ｄｖ是溢流口直径Ｄｕ的２５倍左右,锥面的锥顶角约为１４°,锥顶在小锥段内部。     

液-液水力旋流器三维网格生成技术研究

通过对双锥双柱型液-液水力旋流器几何结构的分析可知,提高该种旋流器网格划分质量的核心在于得到高质量的旋流腔顶面网格。采用quad-map、quad-pave和tri-pave方法对旋流腔的顶面划分了网格a、b、c、d4种形式,并进行了比较,网格a的单元比率过大,网格b生成的三维网格数量巨大,网格c和d的质量指标比较合适,但网格d的数量约为网格c的2倍。最后在网格a、c、d上采用COOPER方法生成的三维网格上,分别用相同的湍流模型和边界条件进行了计算,通过比较切向、轴向和径向速度的计算结果,得出网格c采用COOPER生成的三维网格计算结果最为合理。     

液－液分离水力旋流器特性参数研究

对自行设计的液-液分离水力旋流器进行了一系列室内试验及现场实验,通过原油与水及机油与水两种油水混合介质的分离,系统地研究了水力旋流器几何参数与运行参数对分离效率的影响,提出了一些合理的关系式.在此基础上设计与制造了直径D为38mm及52mm两种样机.现场实验证明,该种水力旋流器的分离效率达到90%以上,且结构简单,可在低压下运行,成本低,能耗少,完全可用于工程实际.